[发明专利]激光头稳定化电路

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种可以在投入电源时振荡一定时间后再稳定化的激光头稳定化电路。

背景技术

光线在传播过程会逐渐扩散，因此光线强度在远离光源时会逐渐降低，这时候因为光源上实际发射光线的原子所发射的光线具有不同的波长、相位与方向。与此相反的是，激光发射的光线具有固定波长且其波动相同，因此被广泛地应用在各种产业设备上。

半导体蚀刻机的类的设备需要载着晶圆移送以进行各种工序，此时为了使移动距离还加准确而使用激光设备。

图1显示了使用激光设备测量距离的原理。

发射2个频率的激光(1)通过分光片(2)的一侧进入基准反光镜(3)，通过另一侧进入测定反光镜(4)，从所述的分光片(2)出来的信号则通过偏光子(5)与光电二极管(6)进入相位计(7)。

因此相位计(7)的一侧输入相位差信号，另一侧输入激光(1)的基准信号差信号。

激光(1)针对2个频率发射信号，经过分离器(2)的第一频率信号(f1)被测定反光镜(4)反射后输入，经过基准反光镜(3)的第二频率信号(f2)则直接反射后输入。

当待测物体移动时，安装在待测物体上的测定反光镜(4)也跟着移动，因此其移动距离是f1±Δfm。

偏光子(5)接收的是以偏光轴为基准而选定的频率信号，因此交叉供应的频率信号将通过光电二极管向相位计(7)输入差信号f2-(f1±Δfm)，向相位计(7)的另一侧输入基准信号f2-f1，从而使相位计(7)得出相当在Δfm的相位角(Δθ)。

如图所示的波形图，相位计(7)可以根据各节点(a、b)的信号得出相位角(Δθ)，然后再利用所述的相位角根据多普勒效应测量移动物体的移动距离，由于上述激光测距器的精密度较高，因此广泛地应用在量测的产业设备上。

为了生成特定频带的激光，上述激光装置在投入电源后的初期进行高振荡，然后需要在生成一定频率时把电源加以稳定化。

也就是说，发射激光时，激光管模组(10)之内部被施加高电压，位于其内部并构成共振器的反光镜(11、12)将大量反射并逐渐加入受激辐射(StimulatedEmission)的光线而最终发射出强大的激光束。

如图2所示，开始投入电源后，将通过反光镜(11、12)反射并逐渐进行受激辐射，经过一定时间后，检测出所需频带激光束被发射的时间点(p)后需要开始供应稳定的功率(Power)。

现有技术在解决上述问题时采取的稳定化电路如下：投入电源后，把辐射的激光光线的一部分反馈到激光束的正面输出端，再使用液晶使偏光后的光线通过，可以在输出正常激光束时遮蔽初始高振荡并加以稳定化。

然而，上述稳定化电路通过液晶使垂直分量与水平分量的光线偏光后输入，使用球形波脉冲进行切换，因此在脉冲变换的周期内可能会出现噪音(Noise)，而且需要在一定时间内对上述垂直分量与水平分量的光线采样后保持并比较后再处理信号，因此电路将趋于复杂。

在上述方式下，发射激光的输出端光线将有一部分被反馈，因此会在输出端发生损失。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种不反馈激光光线的输出端光线并使用激光头的泄露光的激光头稳定化电路。

本发明的另一个目的是提供一种可以使用分光片把激光头泄漏光的垂直分量与水平分量加以分离以防止噪音并可以构成一个简单的控制电路的激光头稳定化电路。

为了实现上述目的，本发明激光头稳定化电路由接受电源供应单元所供应的电源并通过内部的共振器进行振荡的激光模组、检测上述激光模组的温度后判断其是否为预热驱动状态的温度检测器、以及接受上述温度检测器的输出后驱动并且在预热状态结束时把开关加以切换的状态控制单元组成，可以把上述激光模组的一部分输出光加以反馈并与基准信号进行比较后把激光模组稳定化，其特征为通过下列单元控制激光模组的输出：光检测单元，连接到激光模组的后端，可以检测出位于上述激光模组内部并构成共振器的反光镜的泄漏光；差分放大器，可以把上述光检测单元的输出的差信号加以放大；以及积分电路，可以对上述差分放大器的输出进行积分后再输出。

本发明的光检测单元通过分光片(BS)使垂直与水平分量通过并根据其差信号控制电源供应，从而通过简单的硬件(Hardware)结构实现控制电路。

附图说明

图1是一般激光设备测定距离时的原理概要图。

图2是激光头投入电源后达到稳定化的曲线图。

图3是本发明实施例的激光头稳定化电路图。